DE69000595T2

DE69000595T2 - Rohrleitungskupplung.

Info

Publication number: DE69000595T2
Application number: DE9090308581T
Authority: DE
Inventors: John Sperinck
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1989-08-03
Filing date: 1990-08-03
Publication date: 1993-06-03
Anticipated expiration: 2010-08-04
Also published as: GB8917824D0; EP0411965A3; JPH03141852A; US5125226A; DE69000595D1; EP0411965B1; EP0411965A2; GB2234793A

Description

Kupplung von Kanälen oder dergleichen

Die Erfindung bezieht sich auf die Kupplung von Kanälen oder dergleichen und eine ihrer Zielsetzungen besteht darin, Mittel zur lösbaren, jedoch dichten Kupplung von Luftkanalabschnitten in stirnseitig aneinanderstoßender Weise in einer Flugzeuginstallation zu schaffen, wo einer der Abschnitte abnehmbar sein soll.
Gemäß der Erfindung weisen Mittel zur Kupplung stirnseitig aneinanderstoßender Kanäle einen Abschnitt einer flexiblen Muffe (20) auf, die mit ihrem einen Ende an einem ersten Kanalabschnitt (6) an dessen einem Ende befestigt ist und außerdem ein vom ersten Ende entgegengesetzt liegendes zweites Ende aufweist, das in einer äußeren umfangsmäßigen Manschette (28) endigt, wobei der Muffenabschnitt so ausgebildet ist, daß die Manschette in einer Richtung so bewegt werden kann, daß die Muffe auf sich selbst zurückgerollt werden kann, um über dem ersten Kanalabschnitt (6) zu liegen, wodurch die Kupplung unwirksam wird, und derart, daß die Manschette in entgegengesetzter Richtung bewegt werden kann, so daß die Muffe verlängert wird, um ein weiteres stirnseitig an dem ersten Kanalabschnitt angesetzten Kanalabschnitt (14) zu überlappen, wodurch die Kupplung wirksam gemacht wird, dadruch gekennzeichnet, daß die Manschette mit einer von der Muffe radial auswärts verlaufenden Lippe (30) versehen ist.
Vorzugsweise ist die flexible Muffe aus nachgiebigem oder elastischem Material hergestellt und die Manschette sitzt enganliegend auf der Muffe und dem Kanal.
Bei einer bekannten Form einer Kupplung für Kanäle, wie in der AT-B-329 938 beschrieben ist, sind zwei Kanalteile stirnseitig aneinanderstoßend mittels eines Kupplungsteils gekuppelt, das einen Ringkörperteil von etwa rechteckigem Querschnitt aufweist, von dessen Außenfläche ringförmige Muffen in entgegengesetzte Richtungen verlaufen. Von der Innenfläche des Ringkörperteils verläuft nur eine einzige, verhältnismäßig kurze Muffe parallel zur äußeren Muffe derart, daß die äußere Muffe und die kurze innere Muffe zusammen das Ende des einen Kanals umgreifen. Die andere der beiden ringförmigen Muffen kann über die den Kanal umgreifende Muffe zurückgerollt werden, so daß ein zweiter Kanal stirnseitig an den ersten Kanal anschließend angeordnet werden kann, wonach der zurückgerollte Muffenteil auf den zweiten Kanal abgerollt werden kann, um die Verbindung herzustellen. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß es sehr schwierig ist, das Muffenende zu ergreifen, um es aus der Anlage mit dem abnehmbaren Kanal zurückzurollen, und demgemäß liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Mittel zum Ergreifen der Muffe zum Zwecke des Trennens der Kanalabschnitte voneinander zu schaffen.
Die Erfindung wird nunmehr lediglich beispielsweise mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben, in welchen zeigt:
Fig. 1 einen abnehmbaren Luftkanalabschnitt, der entlang eines Gasturbinentriebwerks verläuft und an beiden Enden mit Kupplungsmitteln nach der Erfindung gekuppelt ist,
Fig. 2 und 3 Querschnitte durch die Anschlüsse an den beiderseitigen Enden des Kanalabschnitts nach Fig. 1, und
Fig. 4 eine teilweise aufgeschnittene Darstellung einer der Anschlüsse.
In Fig. 1, auf welche zuerst Bezug genommen wird, ist lediglich im Umriß und allgemein mit 2 bezeichnet ein Hubschraubergasturbinentriebwerk dargestellt, das mit einem integralen Einlaßteilchenabscheider 4 ausgerüstet ist, der das Triebwerk vor Erosion und Fremdobjektbeschädigung durch Abscheiden fester Teilchen und Wassertröpfchen aus der einströmenden Luft schützt bevor diese in das Triebwerk eintritt. Die abgeschiedenen Teilchen werden über einen Kanal 6 zu einem Ejektor 8 geleitet, wo sie in das Triebwerkabgas ausgetragen werden. Der Kanal 6 verläuft entlang des Triebwerks und ist zwischen dem Außengehäuse des Triebwerks 2 und der vorhandenen Flugzeughülle (nicht dargestellt) hineingezwängt. Er muß ein ziemlich großes Luftvolumen bei geringem Überdruck über dem Umgebungsdruck führen, so daß, um den Beschränkungen des verfügbaren Raumes Rechnung zu tragen, ein nichtkreisförmiger Kanal großen Querschnitts verwendet wird, dessen Querschnitt entlang seiner Länge sich verändert, siehe die Fig. 2 und 3.
Bei dieser speziellen Ausführungsform sind die Umgebungsbedingungen nicht extrem, und aus Gründen geringer Kosten und geringen Gewichts ist der Kanal 6 aus laminierten glasfaserverstärkten Materialien aufgebaut. Bei normalen Betriebsbedingungen liegt das Druckgefälle zwischen Außenseite und Innenseite des Kanals im Bereich von 1 psi (0,00015 N/m²). Jedoch müssen die Verbindungen an den beiderseitigen Endanschlüssen eine gewisse Längsbewegung aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnungen zwischen dem äußeren Triebwerksgehäuse und dem Kanal zulassen. Außerdem muß der Kanal 6 periodisch für die Routinewartung der Triebwerkshilfsaggregate, über welche er verläuft, abgenommen werden.
An beiden Enden des Kanalabschnitts 6 sind Kupplungsmittel 10 und 12 vorgesehen, mittels welcher der Kanal mit dem Auslaß 14 des Einlaßteilchenabscheiders 4 bzw. dem Einlaß 16 des Ejektors 8 verbunden ist. Die Kupplungsmittel 10, 12 überdecken die Stöße und bilden dadurch tatsächlich ein Dichtband zwischen angrenzenden Kanalabschnitten und stellen gleichzeitig die erforderliche Flexibilität her.
Fig. 4 zeigt mehr im einzelnen die Komponenten der Kupplungsmittel 10, wobei die zweite Kupplung 12 am entgegengesetzten Ende des Kanals als damit im wesentlichen identisch angesehen wird. Die dargestellten Kupplungsmittel 10 weisen einen Abschnitt einer flexiblen Muffe 20 auf, die aus Silikon- Gummi-Material besteht und die mit ihrem rückwärtigen Ende 22 mittels einer geeigneten Klebeverbindung oder durch Vulkanisieren an dem Kanalabschnitt 6 bis zu dessen vorderen Ende 24 befestigt ist. Der Muffenabschnitt 20 ist ausreichend lang, damit er deutlich über das Ende 24 des Kanals 6 hinausragt. Das freie bzw. distale Ende 26 der Muffe 20 ist auf sich selbst zurückgerollt und an dem vorderen Ende einer verhältnismäßig steifen Manschette 28 befestigt.
Die Manschette 28 ist vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoffmaterial hergestellt, das einteilig mit dem freien Ende 26 der Muffe ausgebildet sein kann, oder alternativ kann die Manschette aus einem Leichtmetall wie beispielsweise Aluminium hergestellt und mit der Muffe verbunden sein.
Wie in Fig. 4 mit Vollinien gezeigt ist, wird zum Verbinden der beiden Kanalabschnitte 6 und 14 der erste Abschnitt 6 stirnseitig und vorzugsweise anstoßend an den Teilchenabscheiderauslaßkanal 14 positioniert. Die Manschette 28 wird dann vorwärts geschoben, um das Ende des Kanals 14 zu überdecken und die Muffe 20 zu strecken. Die Muffe ist ausreichend lang, daß sie die Kanäle 6 und 14 in gleichem Maße überdeckt.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, entspricht die Form der Manschette 28 eng der Form der Kanäle 6 und 14 im Kupplungsbereich. Die Innenabmessungen der Manschette entsprechen eng demjenigen des Kanals 14 plus die Muffendicke, so daß eine gewisser Reibeingriff zwischen der Manschette und der Muffe vorhanden ist. Außerdem stellen die elastischen Eigenschaften des Materials der Muffe 20 sicher, daß der an der Außenseite der Manschette 28 befestigte und über diese zurückgerollte Teil der Muffe einen axialen Zug auf die Muffe 20 ausübt, der zum Abrollen und deshalb zum weiteren Strecken der Muffe neigt.
Die Elastizität der Muffe unterstützt auch das Umgreifen der Außenfläche des Kanals 14 zur Herstellung einer Dichtung, die wenigstens den mäßigsten, im Gebrauch auftretenden Druckdifferenzen standhält. Der nichtbefestigte Rand 30 der Manschette 28 ist zur Bildung einer Lippe aufgebogen, mit welcher sie leichter gehandhabt werden kann. Die durch die Kupplungsmittel hergestellte Eigenelastizität ermöglicht die Aufnahme seitlicher Bewegungen des Kanals durch die Kupplung ohne Beschädigung der Kupplung oder des Kanals, und auch ohne Lösen.
Erforderlichenfalls können Formschlußmittel vorgesehen sein, um die Manschette und die Muffe 20, 28 in der gestreckten Dichtposition zu halten. Beispielsweise, wie bei 32 dargestellt ist, können die Außenseite des Kanals 14 und ein entsprechend angepaßter, in der Manschette 28 gebildeter Teil ineinander eingreifen, wenn die Muffe gestreckt ist. Diese ineinandergreifenden Elemente weisen ein erhabenes Element auf dem Außenumfang des zweiten Kanalabschnitts an dessen gekuppeltem Ende und eine komplementäre Vertiefung an der Innenseite der Muffenmanschette auf.
Das entgegengesetzte Ende des abnehmbaren Kanals 6 kann mit einer ähnlich verlaufenden Muffenanordnung 12 versehen sein. Alternativ dazu können der Ejektoreinlaß 16 und das Kanalende ineinander steckbar ausgebildet sein, wobei geeignete Dichtungsmittel zur Schaffung der gewünschten Luftdichtheit vorgesehen sind. Bei einer solchen Anordnung werden die Wirkungen unterschiedlicher Wärmedehnung durch die flexible Muffenverbindung am anderen Kanalende kompensiert.
Wie oben erwähnt, sind die Querschnitte der Kanäle beziehungsweise Kanalabschnitte einschließlich der Einlaß- und Auslaßkanäle nicht kreisförmig, wie selbst bei kurzem Blick auf die Figuren 2 und 3 ersichtich ist. Dies stellt bei der Erfindung kein Problem dar; die Manschette ist ganz einfach mit einer der Form des Kanals, über welche sie passen muß, entsprechenden Form ausgebildet. Obwohl die Manschette auch über den anderen Kanalabschnitt führbar sein muß brauchen im übrigen die Kanalabschnitte keinen gleichen oder gleichbleibenden Querschnitt zu haben.

Claims

1. Mittel zur Kupplung stirnseitig aneinanderstoßender Kanäle, mit einem Abschnitt ein flexiblen Muffe (20), die mit ihrem einen Ende an einem ersten Kanalabschnitt (6) an dessen einem Ende befestigt ist und deren zweites Ende (26) um eine solche Muffenlänge vom ersten Ende (24) beabstandet ist, daß sie zum Überdecken und Umgreifen eines weiteren, stirnseitig an den ersten Kanalabschnitt (6) angesetzten Kanalabschnitts (14) gestreckt werden kann, und wobei die Muffe (20) auf sich selbst zurückgerollt werden kann, um auf dem ersten Kanalabschnitt (6) zu liegen, wodurch der zweite Kanalabschnitt (14) freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende (26) der flexiblen Muffe (20) an einer starren Manschette (28) befestigt ist, die zum Ergreifen mit einer radial auswärts verlaufenden Lippe (30) versehen ist.

2. Kupplungsmittel nach Anspruch 1, wobei die flexible Muffe (20) aus elastischem Material hergestellt ist.

3. Kupplungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Manschette (28) mit einer radial inneren Fläche versehen ist, welche dem Kanalquerschnitt angepaßt ist.

4. Kupplungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Manschette (28) aus glasfaserverstärktem Kunststoffmaterial hergestellt ist.

5. Kupplungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Manschette (28) aus mit der Muffe (20) verbundenen Metall hergestellt ist.

6. Kupplungsmittel nach Anspruch 1, mit Mitteln zum formschlüssigen Haltern der Manschette (28) in Eingriff mit dem weiteren Kanalabschnitt (14) im wirksamen Zustand, bestehend aus ineinandergreifenden Elementen an der Manschette (28) und dem weiteren Kanalabschnitt 14.

7. Hubschrauber-Gasturbinenanlage mit einem Einlaßteilchenabscheider, der einen Auslaßkanalabschnitt (14) für abgeschiedene Teilchen aufweist, der mit einem ersten Kanalabschnitt (6) stirnseitig aneinanderstoßend durch Kupplungsmittel verbunden ist, die Mittel zum Kuppeln der Kanalabschnitte in stirnseitig aneinanderstoßender Weise mit einem Abschnitt einer flexiblen Hülse (20) aufweisen, die mit ihrem einen Ende am ersten Kanalabschnitt (6) an dessen einem Ende (24) befestigt ist und deren zweites Ende (26) um eine solche Muffenlänge vom ersten Ende (24) beabstandet ist, daß sie zum Überdecken und Umgreifen des Auslaßkanalabschnitts (14) streckbar ist, der stirnseitig an den ersten Kanalabschnitt (6) angesetzt ist, und wobei die Muffe (20) auf sich selbst zurückgerollt werden kann, um auf dem ersten Kanalabschnitt (6) zu liegen und dadurch den Auslaßkanalabschnitt (14) freizugeben, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende (26) der flexiblen Muffe (26) an einer steifen Manschette (28) befestigt ist, die zum Ergreifen mit einer radial auswärts verlaufenden Lippe (30) versehen ist.